JP2009132302A - 自動車のリヤドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】側面衝突時に、ベルトラインリインフォースの変形による後席乗員の身体の損傷を抑制するようにした自動車のリヤドアを提供する。
【解決手段】自動車のリヤドア構造１０において、アウターパネル１１ａ，１１ｂの上端のベルトライン部１２に沿って設けたベルトラインリインフォース１３を備え、ベルトラインリインフォース１３の前側に剛性の低い部分１３ｂを備え、側面衝突時に、ベルトラインリインフォース１３が剛性の低い部分１３ａで局部的に折れ曲がって、後席乗員の生存空間を確保するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、側面衝突時に自動車の後席に着座した乗員を保護するためのリヤドア構造に関するものである。

従来、自動車の側面衝突時における前席、即ち運転席及び助手席の乗員保護のために、前席に関する安全評価の基準が定められている。また最近では、さらなる乗員保護を図るために、後席の乗員保護も検討されるようになってきている。

従来、自動車の後席に関しては、側面衝突時における乗員保護のために、図５及び図７に示すようなリヤドア構造が採用されている。リヤドア構造１において、自動車２（図７参照）のリヤドア３には、上端付近の所謂ベルトライン部３ａに沿って車両前後方向に延びるベルトラインリインフォース４が設けられ、また高さ方向中間付近で略車両前後方向に延びるインパクトビーム５が設けられている。

これらベルトラインリインフォース４及びインパクトビーム５は、リヤドア３を構成するアウターパネル３ｂ及びインナーパネル３ｃの間に配置されている。

ベルトラインリインフォース４は、例えば全体が板厚１．６ｍｍの鋼板から構成されており、プレス成形等により所定形状に形成されている。ベルトラインリインフォース４は長手方向、即ち車両前後方向に延びる稜線を有しており、この稜線により剛性を付与されている。ベルトラインリインフォース４は、車両方向における前後の端部がリヤドア３に固定保持されている。

インパクトビーム５は、例えば断面が円形または楕円形等の適宜の断面形状の中空パイプから構成されており、同様に車両方向における前後の端部がリヤドア３に固定保持されている。

このような構成のリヤドア構造１によれば、側面衝突時の衝突エネルギーは、上述したベルトラインリインフォース４及びインパクトビーム５により、リヤドア３の前後端から車体のＢピラー６及びＣピラー７に逃がされ、車体により吸収される。

これに対して、特許文献１には、ベルトライン部の前端部以外の領域で補強部材を備えているフロントドアのベルトライン補強構造が開示されている。この構造によれば、車両のオフセット前面衝突時にフロントピラー（Ａピラー）からの入力を吸収して、すべての入力をリヤドアに伝達させないようになっている。

また、特許文献２には、フロントドアがベルトラインリインフォースの車体前方側の延長上に一体成形された補強部を備えているドア構造が開示されている。この構造によれば、前面衝突時に、フロントピラーから補強部を介してベルトラインリインフォースに対して衝突による荷重が確実に伝達される。
特開２００４−１４８８７８号公報 特開２００５−０４１２６６号公報

側面衝突の際の衝突エネルギーは、自動車２の車体に対してＢピラー６で最も多く受け止められる。しかしながら、図７に示すように、後席２ａの着座位置はＢピラー６から離れているために、前席と比較してＢピラー６による衝突エネルギー吸収の効果を享受しにくく、むしろリヤドア３による衝突エネルギー吸収の方が重要となる。

リヤドア３内には、上述のように、側面衝突時の衝突エネルギーを吸収するためのベルトラインリインフォース４及びインパクトビーム５が設けられている。側面衝突時は、図７に示すように、側突バリアＢ部分に強い衝撃が加わる。この際、インパクトビーム５は側突バリアＢの中心に位置しているため、側面衝突時のリヤドア３の内側への侵入を抑制する。
しかしながら、ベルトラインリインフォース４は、側突バリアＢに対向する位置から外れているため、側突バリアＢによるリヤドア３の内側への変形を抑制するためにはベルトラインリインフォース４が高い剛性を備える必要があり、その重量も増大してしまう。

また、リヤドア構造１においては、図６に破線で示すように、側面衝突の際ベルトラインリインフォース４の全体が内側に向かって弓形に変形する。後席の着座位置は側突バリアＢの後端付近にあり、Ｂピラー６から遠いので、リヤドア３の変形が大きくなる部分であり内側への侵入量が増大する可能性がある。

特許文献１によるフロントドアのベルトライン補強構造は、ベルトライン部の前端部が補強部材を備えていないことにより、車両のオフセット前面衝突時にこの前端部が外側に屈曲して変形し、ベルトライン部が衝突エネルギーを吸収して衝突エネルギーがリヤドアに伝達しないようにしたものである。
従って、リヤドア構造１の場合と同様、側面衝突時には、ベルトライン部は全体として内側に向かって弓形に変形するようになっている。

これに対し、特許文献２によるドア構造は、ベルトラインリインフォースの車体前方側の延長上に補強部を備えており、前面衝突時に衝突エネルギーがフロントピラーからこの補強部を介してベルトラインリインフォースに伝達され、衝突エネルギーが確実にベルトラインリインフォースに伝達される。
しかしながら、このドア構造においては、側面衝突時の衝突エネルギーによるベルトラインリインフォースの内側への変形については全く記載されておらず、前述した図５のリヤドア構造１の場合と同様であると推察される。

本発明は以上の点に鑑み、側面衝突時に、ベルトラインリインフォースの変形による後席乗員の身体の損傷を抑制するようにした自動車のリヤドア構造を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明によれば、リヤドアパネルの上端のベルトライン部に沿って設けられたベルトラインリインフォースを備えた自動車のリヤドア構造であって、ベルトラインリインフォースが、その前側に剛性の低い部分を備えており、側面衝突時に、ベルトラインリインフォースが剛性の低い部分で局部的に折れ曲がって、後席乗員の生存空間を確保することを特徴とする自動車のリヤドア構造により達成される。

前記剛性の低い部分はビードにより構成されてもよい。

前記剛性の低い部分は、ドアパネルにおける溶接打点の間隔を広くすることにより構成されてもよい。

リヤドアは、前記剛性の低い部分の前側が後側より低い剛性を有していることが望ましい。

本発明による自動車のリヤドア構造は、好ましくは、ベルトラインリインフォースが剛性の低い部分の前後で異なる断面形状を有する。

本発明による自動車のリヤドア構造は、好ましくは、リヤドアパネルが、前記剛性の低い部分の前後で、異なる板厚を有している。

前記剛性の低い部分は、ベルトラインリインフォースの前端から四分の一の部分に設けられていることが望ましい。

上記構成によれば、側面衝突時に、リヤドアに対して車幅方向外側から衝突エネルギーが加えられると、衝突エネルギーによる荷重が、ベルトライン部に沿って設けられたベルトラインリインフォースに伝達され、さらにこのベルトラインリインフォースの前後両端からリヤドアパネルを介して、自動車の車体におけるリヤドアの前後に位置するＢピラー及びＣピラーに伝達される。

その際、ベルトラインリインフォースが、その前側に例えばビードや、溶接打点の広い間隔を設けることで、剛性の低い部分を備えているので、ベルトラインリインフォースに伝達された衝突エネルギーによる荷重によって、ベルトラインリインフォースは、この剛性の低い部分で局部的に内側に折れ曲がることになる。

従って、ベルトラインリインフォースは、従来のように全体として内側に弓形に変形せず、剛性の低い部分以外ではあまり変形しない。これにより、後席の着座位置の領域ではベルトラインリインフォースの内側への変形量が低減されると共に、移動距離が短くなることから、変形速度即ち侵入速度も低減する。
このようにして、リヤドアの後方部分にて、側面衝突時における後席乗員の生存空間が確保されるので、側面衝突時における後席の乗員の身体がベルトラインリインフォースの内側への変形によって損傷することが効果的に抑制される。

前記剛性の低い部分の前側が後側より低い剛性を有している場合、例えばベルトラインリインフォースが、剛性の低い部分の前後で異なる断面形状を有し、またはリヤドアパネルが、剛性の低い部分の前後で異なる板厚を有している場合には、剛性の高い部分と低い部分との境界部分で特に剛性が低くなる。従って、側面衝突時に、ベルトラインリインフォースの剛性の低い部分がより容易に折れ曲がる。

剛性の低い部分が、ベルトラインリインフォースの前端から四分の一の部分に設けられている場合には、後席の着座位置に対して、この剛性の低い部分が確実に前方に位置することになり、側面衝突時における後席の乗員が効果的に保護される。

このように、本発明によれば、側面衝突時にベルトラインリインフォースの前側の剛性の低い部分で積極的に折曲げて変形させることによって、自動車の後席乗員に対する側面衝突時のリヤドアの内側への変形、即ち変形量及び変形速度を低減させて後席乗員の生存空間を確保することができる。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図中のＦｒは車両前方を、Ｕｐは車両上方を、ＯＵＴは車両外方向を示す。
図１及び図２は、本発明による自動車のリヤドア構造の一実施形態を示している。
自動車のリヤドア構造１０は、自動車２のリヤドア１１に対して、上端付近の所謂ベルトライン部１２に沿ってベルトラインリインフォース１３が、また高さ方向中間付近で車両前後方向に延びるインパクトビーム１４が設けられている。

リヤドア１１は、アウターパネル１１ａ及びインナーパネル１１ｂのプレス成形された二枚の鋼板から構成されており、その周縁が互いにスポット溶接されることで組み立てられている。ベルトラインリインフォース１３及びインパクトビーム１４は、リヤドア１１を構成するアウターパネル１１ａ及びインナーパネル１１ｂの間に配置されている。

ベルトラインリインフォース１３は、この場合、例えば全体が板厚１．０ｍｍの鋼板から構成されており、プレス成形等により所定形状に形成されている。ベルトラインリインフォース１３は長手方向、即ち車両前後方向に延びる稜線１３ａを有しており、この稜線１３ａにより剛性を付与されている。さらに、ベルトラインリインフォース１３は、車両方向における前後の端部がリヤドア１１に固定保持されている。

ここで、ベルトラインリインフォース１３は図２に示すように、その前側に剛性の低い部分１３ｂを備えている。この剛性の低い部分１３ｂは、例えば上述した稜線１３ａを切ることで画成されたビード１３ｃにより、あるいはベルトラインリインフォースの組立の際のドアパネル、即ちアウターパネル１１ａ及びインナーパネル１１ｂにおける溶接打点１３ｄの間隔を広くすることにより構成されている。

インパクトビーム１４は、例えば断面が円形または楕円形等の適宜の断面形状の中空パイプから構成されており、同様に車両方向前後の端部がリヤドア１１に固定保持されている。

本実施形態による自動車のリヤドア構造１０は以上のように構成されており、側面衝突時には以下のように衝撃エネルギーによる荷重が伝達される。
即ち、側面衝突時に、上述したベルトラインリインフォース４及び高さ方向中間付近で車両前後方向に延びるインパクトビーム５により、リヤドア１１に作用する衝突エネルギーによる荷重はリヤドア１１の前後端から車体のＢピラー及びＣピラーに逃がされ、車体により吸収される。

ここで、リヤドア１１に作用する衝突エネルギーによる荷重は、リヤドア１１のアウターパネル１１ａからベルトラインリインフォース１３及びインパクトビーム１４を介してリヤドア１１の前後端に伝達され、さらに自動車のＢピラー及びＣピラーに伝達される。その際、ベルトラインリインフォース１３に荷重が伝達されると、ベルトラインリインフォース１３は、全体が内側に向かって変形しようとするが、剛性の低い部分１３ｂに応力が集中することによってこの剛性の低い部分１３ｂが内側に折れ曲がる。

図４は、本実施形態のリヤドア１１を実線で示し、従来例のベルトラインリインフォース４を採用したリヤドアを破線で示したものである。本実施形態のリヤドア１１では、側面衝突エネルギーにより剛性の低い部分１３ｂが内側に折れ曲がり、この周辺ではリヤドア１１が車室内側に侵入している。しかし、剛性の低い部分１３ｂに応力が集中する結果、後席乗員Ｐの位置するベルトラインリインフォース１３の後方部分においては、破線で示す従来例のリヤドアに比べ、本実施形態のリヤドア１１の方が侵入が少ない。すなわち、後席乗員Ｐに対応する部分において、側面衝突エネルギーによるベルトラインリインフォース１３の変形が抑制されることになり、後席乗員の生存空間が確保され後席乗員に関する側面衝突の安全性が向上する。さらに変形量が少なくなることによって、後席乗員Ｐに対するベルトラインリインフォース１３変形速度も低減し、乗員への衝撃が減少する。

このように、ベルトラインリインフォース１３は、意図的に剛性の低い部分１３ａを備えることによって後部座席付近におけるリヤドア１１の侵入量を抑制し乗員の生存空間を確保するものであるから、全体の剛性を高くする必要はない。従って、ベルトラインリインフォース１３は、前述したように従来より薄い鋼板を使用することが可能となり、重量が低減される。

上述した自動車のリヤドア構造１０を用い、側面衝突時の変形に関する実験を行った。その結果、後席乗員の側方におけるリヤドア１１の内側への侵入量が１８ｍｍ減少し、侵入速度も０．６ｍ／ｓだけ減少した。また、ベルトラインリインフォース１３の板厚を１．６ｍｍから１．０ｍｍに変更することにより、左右で９４８ｇの重量が低減された。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。例えば、上述した実施形態では、ベルトラインリインフォースの剛性が低い部分１３ａは、ビードまたは溶接打点の広い間隔により構成されているが、これに限らず、この剛性が低い部分１３ａに関して、その前後で、ベルトラインリインフォース１３の断面形状を変更しあるいはアウターパネル１１ａまたはインナーパネル１１ｂの板厚を変更することによって、剛性が低い部分１３ａの前側が後側より低い剛性を有するように構成してもよい。これにより、高い剛性と低い剛性の境界部分が特に剛性が低くなるから、側面衝突時の衝突エネルギーによる荷重がベルトラインリインフォース１３に加えられたとき、この境界部分即ち剛性が低い部分１３ｂが内側に折れ曲がって変形することになる。

以上述べたように、本発明によれば、重量を増やすことなく、側面衝突時のベルトラインリインフォースの変形による後席乗員の身体の損傷を抑制するようにした、極めて優れた自動車のリヤドア構造が提供される。

本発明による自動車のリヤドア構造の一実施形態の構成を示す概略側面図である。 図１のリヤドア構造における要部を示す部分拡大側面図である。 図１のリヤドア構造における側面衝突時の変形状態を示す図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１のリヤドア構造と図５に示した従来のリヤドア構造における側面衝突時の変形状態を比較して示す拡大断面図である。 従来の自動車のリヤドア構造の一例の構成を示す概略側面図である。 図５のリヤドア構造において側面衝突時の変形状態を示す図５のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図５のリヤドア構造を備えた自動車と側面衝突試験用の側突バリアとの関係を示す概略側面図である。

符号の説明

１０ 自動車のリヤドア構造
１１ リヤドア
１１ａ アウターパネル
１１ｂ インナーパネル
１２ ベルトライン部
１３ ベルトラインリインフォース
１４ インパクトビーム

Claims (7)

1. リヤドアパネルの上端のベルトライン部に沿って設けられたベルトラインリインフォースを備えた自動車のリヤドア構造であって、
   上記ベルトラインリインフォースが、その前側に剛性の低い部分を備えており、
   側面衝突時に、上記ベルトラインリインフォースが上記剛性の低い部分で局部的に折れ曲がって、後席乗員の生存空間を確保することを特徴とする、自動車のリヤドア構造。
2. 前記剛性の低い部分が、ビードにより構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動車のリヤドア構造。
3. 前記剛性の低い部分が、ドアパネルにおける溶接打点の間隔を広くすることにより構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車のリヤドア構造。
4. 前記リヤドアは、前記剛性の低い部分の前側が、後側より低い剛性を有していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の自動車のリヤドア構造。
5. 前記ベルトラインリインフォースが、前記剛性の低い部分の前後で異なる断面形状を有することを特徴とする、請求項４に記載の自動車のリヤドア構造。
6. 前記リヤドアパネルが、前記剛性の低い部分の前後で、異なる板厚を有していることを特徴とする、請求項４に記載の自動車のリヤドア構造。
7. 前記剛性の低い部分が、前記ベルトラインリインフォースの前端から四分の一の部分に設けられていることを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載の自動車のリヤドア構造。